Los astrónomos asumieron el papel de los arqueólogos cósmicos, utilizando el telescopio espacial James Webb (JWST) para excavar más de 100 galaxias de disco de hasta 11 mil millones de años. Al igual que los artefactos excavados aquí en la tierra cuentan la historia de la raza humana, estas galaxias podrían contar la historia de nuestra galaxia, la Vía Láctea.
El objetivo de esta investigación era descubrir por qué galaxias como la Vía Láctea están construidos de gruesos discos de estrellas con discos estelares delgados incrustados. Cada uno de estos discos presenta su propio distinto población estelar con su propio movimiento.
El equipo detrás de esta investigación quería saber cómo y por qué se forma esta estructura de “doble disco”, recurriendo a observaciones de 111 galaxias de disco que están orientadas “bordeadas” desde nuestra perspectiva aquí en la Tierra. Esto representaba la primera vez que los astrónomos habían estudiado estructuras de galaxias gruesas y delgadas que existían durante las etapas infantiles del cosmos, tan pronto como 2.8 mil millones de años después El Big Bang.
“Esta medición única del grosor de los discos en desplazamiento al rojoo a veces en el universo temprano, es un punto de referencia para el estudio teórico que solo era posible con el Jwst“Líder del equipo Takafumi Tsukui de la Universidad Nacional de Australia dijo en un comunicado. “Por lo general, las estrellas de disco más antiguas y gruesas son débiles, y las estrellas jóvenes y delgadas de disco eclipsan toda la galaxia.
“Pero con la resolución del JWST y la capacidad única de ver a través del polvo y resaltar las estrellas antiguas débiles, podemos identificar la estructura de dos discos de las galaxias y medir su grosor por separado”.
Contando la historia de la Vía Láctea
El primer paso para el equipo fue separar las 111 galaxias en la muestra en dos categorías: doble engrasado y un solo tema.
Lo que esto parecía revelar era que las galaxias crecen su disco estelar grueso Primero, con el disco delgado que se forma en un punto posterior.
El equipo piensa que el momento de estos procesos de formación de disco depende de la masa de la galaxia en cuestión. Las galaxias de alta masa y un solo disco se transformaron en estructuras de doble disco formando un disco delgado incrustado hace alrededor de 8 mil millones de años en nuestro universo de aproximadamente 14 mil millones de años. Las galaxias de baja masa solo parecían sufrir esta transformación cuando tenían alrededor de 4 mil millones de años.
“Esta es la primera vez que ha sido posible resolver discos estelares delgados en un desplazamiento al rojo más alto. Lo que es realmente novedoso es descubrir cuando comienzan a surgir discos estelares delgados”, dijo Emily Wisnioski, miembro del equipo de estudio e investigadora de la Universidad Nacional de Australia, en la declaración. “Ver discos estelares delgados ya en su lugar hace 8 mil millones de años, o incluso antes, fue sorprendente”.
Luego, el equipo se propuso determinar qué causó las transiciones para estos diferentes tipos de galaxias. Para hacer esto, los investigadores fueron más allá de su muestra de 111 galaxias para investigar cómo el gas fluyó alrededor de estos sujetos.
Usaron datos de movimiento de gas del Atacama gran matriz milímetro/submilímetro (Alma)-Una colección de 66 antenas en el norte de Chile que trabajan juntas como un telescopio único, y otros observatorios terrestres.
Esto mostró que el gas turbulento en el universo temprano desencadena episodios de Formación estrella intensa En las galaxias, el parto de estas galaxias gruesas discos estelares. A medida que se forman estas estrellas de disco grueso, el gas se estabiliza, se vuelve menos turbulento y se adelgaza. Eso conduce a la formación del disco estelar delgado incrustado.
Este proceso, dice el equipo, lleva una cantidad diferente de tiempo en galaxias de alta masa y galaxias de baja masa porque el primero convierte el gas en estrellas de manera más eficiente que la segunda. Eso significa que el gas se agota más rápidamente en galaxias de alta masa, llevándolas al punto en que sus delgados discos estelares pueden formarse más rápidamente.
Esto también se vincula con nuestra propia galaxia. El momento de estas transiciones coincidió con el período en que se teoriza la Vía Láctea para haber crecido su propio disco delgado de estrellas.
En general, la investigación del equipo demuestra la capacidad del JWST para mirar en el tiempo y encontrar galaxias que coincidan con la evolución de nuestra propia galaxia, lo que permite que estas galaxias actúen como representantes que cuentan la historia de la Vía Láctea.
El siguiente paso para esta investigación involucrará al equipo que agregue más datos para ver si las relaciones que observaron aún se mantienen.
“Todavía hay mucho más que nos gustaría explorar”, dijo Tsukui. “Queremos agregar el tipo de información que las personas suelen obtener para las galaxias cercanas, como el movimiento estelar, la edad y la metalicidad [the abundance of elements heavier than hydrogen and helium].
“Al hacerlo, podemos cerrar las ideas de las galaxias cercanas y lejanas, y refinar nuestra comprensión de la formación de disco”.
Los resultados del equipo aparecen en la edición de julio de The Journal Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.